¿Qué es un cuadrado óptico en metrología?

La metrología es una disciplina fundamental en la ciencia y tecnología que se encarga de medir y analizar las magnitudes físicas. Dentro de este campo, existe un concepto muy interesante y utilizado ampliamente en diferentes áreas: el cuadrado óptico. En este artículo exploraremos qué es un cuadrado óptico en metrología y cómo se utiliza para obtener mediciones precisas y confiables. ¡Prepárate para descubrir el rol fundamental que desempeña este instrumento en la calidad de las mediciones!

En el artículo anterior comentamos las diferentes técnicas de medición óptica. El primero es el microscopio del fabricante de herramientas, el segundo es el proyector de perfiles y el tercero es este cuadrado óptico. En este artículo discutiremos brevemente el cuadrado óptico en metrología.


¿Qué es un cuadrado óptico en metrología?¿Qué es un cuadrado óptico en metrología?

cuadrado óptico

Un cuadrado óptico es útil para rotar la línea de visión 90° con respecto a su trayectoria original. Muchos instrumentos ópticos, especialmente los microscopios, tienen este requisito. Un cuadrado óptico es esencialmente un prisma pentagonal (pentaprisma). Independientemente del ángulo en el que el haz incidente incide en la superficie del prisma, éste gira 90° mediante reflexión interna. A diferencia de un espejo plano, la precisión de un pentaprisma no se ve afectada por errores en la disposición de montaje.


¿Qué es un cuadrado óptico en metrología?
(disposición de espejo)
1 – Haz reflejado sin errores
2 – Haz reflejado por error de montaje
3 – Haz reflejado por error de base

¿Qué es la tecnología de medición y la calibración?

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Del diagrama esquemático anterior, se mantiene un espejo en un ángulo de 45° con respecto al haz de luz incidente, de modo que el haz reflejado esté en un ángulo de 90° con respecto al haz incidente. Se observa que cualquier error en el montaje del espejo o en el mantenimiento de su paralelismo en una relación fija con el haz se magnifica enormemente por el efecto de palanca óptica. Estos dos errores en combinación pueden ser incluso mayores que el error de escuadra de la pieza de trabajo.

¿Qué es un cuadrado óptico en metrología?
cuadrado óptico

Este problema se puede solucionar utilizando un cuadrado óptico. El diagrama esquemático anterior ilustra el camino óptico a través de un cuadrado óptico. El rayo incidente se refleja hacia adentro sobre dos superficies y sale del cuadrado exactamente en un ángulo de 90° con respecto a la luz incidente. Esta es una propiedad notable. Una ligera desviación o desalineación del prisma no afecta el movimiento perpendicular del haz de luz.


Hay dos tipos de cuadrados ópticos. Un tipo se instala en instrumentos como los telescopios, que tienen un cuadrado óptico instalado de fábrica para garantizar que la línea de visión sea perpendicular al vértice. El segundo tipo viene con los accesorios necesarios para ajustar la línea de visión. Esta flexibilidad permite el uso de cuadrados ópticos en una variedad de aplicaciones de metrología.

¿Qué es un cuadrado óptico en metrología?
Usar un cuadrado óptico para comprobar la cuadratura

El diagrama esquemático anterior ilustra el uso de ángulos ópticos para verificar la escuadra de las guías de la máquina. La perpendicularidad de la guía deslizante vertical con respecto a una guía deslizante o plataforma horizontal es de suma importancia en las máquinas herramienta. La configuración de prueba requiere un autocolimador, reflectores planos y un cuadrado óptico. Sólo es necesario realizar dos mediciones, una con el reflector en la posición A y una segunda en la posición B, colocando el cuadrado óptico en la intersección de las dos superficies al medir en B. La diferencia entre las dos medidas es el error de cuadratura.

Diploma

En este artículo, hemos analizado una de las técnicas de medición óptica, los cuadrados ópticos, con principios detallados de construcción y funcionamiento y su uso. Háganos saber su opinión en la sección de comentarios a continuación.

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Óptica Cuadrada en Metrología

En el artículo anterior, discutimos las diferentes técnicas de medición óptica, la primera de ellas es el Microscopio del Fabricante de Herramientas, la segunda es el Proyector de Perfiles y la tercera es esta óptica cuadrada. En este artículo, vamos a hablar brevemente sobre la óptica cuadrada en metrología.

Óptica Cuadrada

Una óptica cuadrada es útil para girar la línea de visión en 90° desde su dirección original. Muchos instrumentos ópticos, especialmente los microscopios, requieren esto. Una óptica cuadrada es esencialmente un prisma pentagonal (pentaprisma). Independientemente del ángulo bajo el cual el rayo incidente golpee una de las caras del prisma, es girado en 90° por medio de la reflexión interna. A diferencia de un espejo plano, los errores presentes en el arreglo de montaje no afectarán la precisión de un pentaprisma.

  1. Arreglo de espejo

    1 – Rayo reflejado sin errores

    2 – Rayo reflejado debido a errores de montaje

    3 – Rayo reflejado debido a errores en la base

¿Qué es la Metrología y la Calibración?

En el diagrama esquemático anterior, un espejo es mantenido en un ángulo de 45° con respecto al rayo incidente de luz para que el rayo reflejado esté a un ángulo de 90° con respecto al rayo incidente. Se observa que cualquier error en la montura del espejo o en el mantenimiento de su base paralela, en una referencia fija, al rayo se magnificará considerablemente debido al efecto de palanca óptica. Estos dos errores en combinación pueden incluso ser mayores que el error de cuadratura de la pieza de trabajo.

Óptica Cuadrada

Este problema puede solucionarse utilizando una óptica cuadrada. El diagrama esquemático anterior ilustra la trayectoria óptica a través de una óptica cuadrada. El rayo incidente se refleja internamente en dos caras y emerge de la cuadrada exactamente a 90° respecto a la luz incidente. Esto es una propiedad notable. Cualquier desviación o desalineación leve del prisma no afectará el movimiento a ángulo recto del rayo de luz.

Existen dos tipos de ópticas cuadradas. Un tipo se ajusta en instrumentos como telescopios, donde una óptica cuadrada se instala de fábrica para asegurar que la línea de visión sea perpendicular al vértice. El segundo tipo viene con los accesorios necesarios para realizar ajustes en la línea de visión. Esta flexibilidad permite utilizar ópticas cuadradas en diversas aplicaciones en metrología.

Uso de una óptica cuadrada para probar la cuadratura

El diagrama esquemático anterior ilustra el uso de ópticas cuadradas para probar la cuadratura de las guías deslizantes de una máquina. La cuadratura de la guía vertical con respecto a una guía horizontal o al cabezal es de suma importancia en las máquinas herramienta. La configuración del ensayo requiere un autocollimador, reflectores planos y una óptica cuadrada. Es necesario tomar solo dos lecturas, una con el reflector en la posición A y otra en la posición B, colocando la óptica cuadrada en la intersección de las dos superficies al tomar la lectura en B. La diferencia entre las dos lecturas es el error de cuadratura.

Conclusion

En este artículo, hemos discutido una de las técnicas de medición óptica, las ópticas cuadradas, junto con su construcción y principios de funcionamiento, así como su uso. Déjanos tus comentarios en la sección de comentarios a continuación.

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